（计算机软件与理论专业论文）基于短信平台的铁路订票模型研究.pdf

摘要 目前火车已经成为人们出行的主要交通工具之一。火车票在客流高 峰时期不易购买。目前铁路客票销售方式主要有火车站售票厅窗口售票， 代售点售票以及电话订票。 为了缓解铁路部门的售票压力，为旅客提供多种途径的购票方式， 通过分析2 0 0 5 年下半年在中国出现的铁路短信订票的例子以及阅读短 信平台的文献资料，设计了一个基于短信平台的铁路订票模型。 订票模型有3 个关键模块：s p 通信模块，s p 业务处理模块以及订票 信息交互模块。 s p 通信模块需要和通信公司的互联网短信网关相连，以实现s p 端 m o 短信的接收以及m t 短信的发送；采用c + + b u i l d e r 编写基于中国移 动c m p p 协议的网络程序实现与移动手机用户的通信功能。s p 业务处理 模块主要是分析用户短信内容，查询数据库，并将给用户的回复短信内 容写入数据库；利用s o ls e r v e r 存储过程与触发器技术来实现这些功 能；对单步交互式订票业务、组合交互式订票业务以及信息查询业务进 行了设计与实现：对规则短信与模糊短信的处理方法进行了研究与实现。 订票信息交互模块需要与铁路部门的客票系统连接，且需要铁路部门提 供客票系统的接口协议，本文完成了订票数据的准备工作。 最后，利用模拟网关，在实验室的机器上实现了s p 通信实验以及 s p 业务处理实验，并给出了演示图和测试数据，证明了开发方法的可行 性。 短信订票的应用，可以给旅客购票提供方便，缓解铁路部门售票压 力，可以作为窗口售票以及电话订票的有益补充，同时可以给有关部门 带来经济利益。 关键词：短信平台；铁路订票模型；s p ；通信；业务处理 至二砦查：王兰竺：兰竺鎏三 a b s tr a c t a tp r e s e n t ，t r a i nh a sb e c o m eo n em a i nv e h i c l ef o rp a s s e n g e r s i t i sh a r df o rp a s s e n g e r st ob u yt r a i nt i c k e tw h e nt h e r ea r eal o t o fr a i l w a yp a s s e n g e r s n o w a d a y s ，t h et r a i nt i c k e tm a i ns e l l i n g m e t h o d sa r ea sf o l l o w s ：t r a i ns t a t i o f fw i n d o ws e l l i n g ，a g e n t s e l l i n ga n dt e l e p h o n er e s e r v a t i o n i no r d e rt or e d u c et h ep r e s s u r eo ft i c k e ts e l l i n go ft h e r a i l w a yd e p a r t m e n ta n dt op r o v i d er a i l w a yp a s s e n g e r sm o r et i c k e t r e s e r v a t i o nm e t h o d s ，b ya n a l y z i n ge x a m p l e so fr a i l w a yt i c k e t r e s e r v a t i o nf i r s ta p p e a r i n gi nc h i n ai n2 0 0 5s e c o n dh a l fy e a ra n d r e a d i n gp a p e r sa b o u t s h o r tm e s s a g es e r v i c ep l a t f o r m ，f lr a i l w a y t i c k e tr e s e r v a t i o nm o d e lb a s e do ns h o r tm e s s a g es e r v i c ep l a t f o r m i sd e s i g n e d ，w h i c hh a st h r e ek e ym o d u l e s ：s pc o m m u n i c a t i o nm o d u l e ， s ps e r v i c ep r o c e s s i n gm o d u l ea n dt i c k e tr e s e r v a t i o ni n f o r m a t i o n e x c h a n g i n gm o d u l e t h es pc o m m u n i c a t i o nm o d u l en e e d st ob ec o n n e c t e dw i t h t h e i n t e r n e ts h o r tm e s s a g eg a t e w a yo ft h ec o m m u n i c a t i o nc o r p o r a t i o n ， t or e a l i z et h er e c e i v i n go fm os h o r tm e s s a g ea n dt h es e n d i n go f m ts h o r tm e s s a g ea tt h es pp a r t an e t w o r kp r o g r a mb a s e do nc h i n a m o b i l ec m p pp r o t o c o li sp r o g r a m m e du s i n gc + + b u i l d e rt oa c h i e v e t h ec o m m u n i c a t i o nf u n c t i o nw i t hc h i n am o b i l ep h o n eu s e r t h em a i f l f u n c t i o no fs ps e r v i c ep r o c e s s i n gm o d u l ei st oa n a l y z et h ec o n t e n t o fu s e r ss h o r tm e s s a g e ，t oq u e r yt h ed a t a b a s e ，t op r o d u c et h e a n s w e r i n gm e s s a g ea n dw r i t ei t t ot h ed a t a b a s e t h ef u n c t i o no f s ps e r v i c ep r o c e s s i n gm o d u l ei sr e a li z e db yu s i n gt h ed a t a b a s e s t o r e dp r o c e d u r ea n dd a t a b a s et r i g g e rt e c h n o l o g y t h es i n g l es t e p i n t e r a c t i v et i c k e tr e s e r v a t i o ns e r v i c e 、c o m b i n e di n t e r a c t i v e t i c k e tr e s e r v a t i o ns e r v i c ea n di n f o r m a t i o nq u e r ys e r v i c ea r e d e s i g n e da n dr e a l i z e d t h ep r o c e s s i n gm e t h o d sa b o u tr e g u l a rs h o r t m e s s a g ea n df u z z ys h o r tm e s s a g ea r er e s e a r c h e da n dr e a li z e d t h e t i c k e tr e s e r v a t i o ni n f o r m a t i o ne x c h a n g i n gm o d u l en e e d st oc o n n e c t 静i t ht h et i c k e t s y s t e mo ft h er a i l w a yd e p a r t m e n ta n dn e e d st h e i n t e r f a c ep r o t o c o lo ft h et i c k e ts y s t e m ，t h ep r e p a r a t i o no ft i c k e t r e s e r v a t i o nd a t ai sa c c o m p l i s h e d i nt h el a s t ，u n d e rt h es i m u l a t e ds h o r tm e s s a g eg a t e w a y ，s p c o m m u n i c a t i o ne x p e r i m e n ta n ds ps e r v i c ep r o c e s s i n ge x p e r i m e n ta r e d e m o n s t r a t e da n dt h e d e m og r a p ha n de x p e r i m e n td a t aa r eg i v e n ， w h i c hv e r i f yt h a tt h ed e v e l o p m e n tm e t h o di sf e a s i b l e t h ea p p l i c a t i o no fs h o r tm e s s a g et i c k e tr e s e r v a t i o nc a n p r o v i d ec o n v i n e ef o rt h et i c k e tb u y i n go fp a s s e n g e r s ，c a nr e d u c e t h ep r e s s u r eo ft i c k e ts e l l i n go ft h er a i l w a yd e p a r t m e n ta n dc a n b eag o o dc o m p l e m e n to fw i n d o wt i c k e ts e l l i n ga n dt e l e p h o n et i c k e t r e s e r v a t i o n ，a tt h es a m et i m e ，i tc a nb r i n ge c o n o m i cb e n e f i t st o t h er e l a t e dd e p a r t m e n t s k e y w o r d s ： s h o r t m e s s a g es e r v i c ep l a t f o r m ：r a i l w a yt i c k e t r e s e r v a t i o nm o d e l ：s p ：c o m m u n i c a t i o n ：s e r v i c ep r o c e s s i n g i i i 广东1 = 业大学t 学硕1 。学位论文 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是 我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所之， 除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不含他人已经发表或撰 写过的研究成果，不包含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明，并表示 了谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取 得的，论文成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此 声明。 论文作者签字： 9 7 、鑫 指导教师签字： 世叼惠 2 叼年怕1 日 7 4 第一章绪论 1 1 课题来源与意义 第一章绪论 火车由于其快捷性、安全性、便利性等优点，已经成为人们出行的 主要交通工具之一。火车票的销售作为铁路旅客运输的一个重要环节， 已经成为当前谈论的一个热点问题。客流高峰时期尤其是黄金周、暑假 过后大中专院校开学时期、春运时期，由于出现民工流、学生流、探亲 流、旅游流等一种或多种客流的交织，而铁路运力有限，就出现了“一 票难求”的局面，于是浩浩荡荡的购票人群排出车站购票大厅之外的情 景屡屡见诸报端。因此，为广大旅客提供多种途径的购票方式是铁路部 门应该考虑的一个重要问题。 目前铁路客票销售的主要方式仍然是到车站售票厅售票窗口购买或 者加5 元钱到铁路部门指定的代售点购买。国内有些车站在客流高峰时 期有电话订票的业务“1 。在日本有网上订火车票的报道心1 。铁路短信订 票是目前国内出现的一种比较新颖的订票方式，根据百度搜索的相关资 料显示，国内最早出现的短信订票现象是在2 0 0 5 年的9 月份，出现了“武 昌站与中国移动联手开通短信订票业务”n 1 以及“厦门火车站今日启用 短信平台，移动手机用户短信订票每条1 元”川的相关报道。 短信订票具有如下优势伸1 1 ： 用户操作简单、明了； 手机普及率高，使大部分用户易于采用短信方式订票； 不占用电话线路，因此不存在电话占线及无人接听等问题； 信息保留时间长，用户不易忘记。 能随时随地的为用户提供订票服务。 用户可以看到业务处理中的各项文字提示，比电话订票更直观方 便。 铁路短信订票这个问题从2 0 0 4 年开始，我校计算机学院就作为一个 i 广东t 业大学t 学硕士学位论文 重要课题进行研究。通过作实验的方式，先在实验室电脑上模拟实现， 比如移动互联网短信网关在研究过程中使用的是模拟网关，因为连接移 动网关需要付出较大的经济代价而且申请s p 服务商的条件比较高，实验 的短信流量太小。铁路短信订票系统实现了手机短信订火车票的功能。 由于在订票过程中需要了解车次信息，所以附加功能包括了车次查询( 查 询途经两地的所有车次，查询这些车次发车时间、途径历时、全程公里 数等有关该车次的详细信息) 。信息查询功能属于订票系统的一个附加功 能。 我校计算机学院通过与铁路部门某下属公司合作，通过连接铁路部 门客票系统，可以实现短信订票的商业运营。 1 2 研究现状 1 短信收发方式 短信收发方式根据传输方式是有线还是无线可以分为以下2 种阳1 ： ( 1 ) 短信内容采用无线电波的形式从发送方传递给接收方，一般表 现形式是移动电话和特定的短信收发设备作为一方，移动通信中的基站 等设备作为另一方。这个过程是通过电子设备来实现的，和互联网没有 实际的联系，它可以不依赖有线设备，实现在无线电波覆盖的范围内随 时随地的实现信息的接收和发送。 ( 2 ) 短信内容从基站通过互联网发给短消息中心( s m c ，s h o r t m e s s a g ec e n t e r ) ， 再由短消息中心发给相关的互联网短信网关( i s m g ， i n t e r n e ts h o r tm e s s a g eg a t e w a y ) ，根据汇接网关( g n s ，g a t e w a yn a m e s e r v e r ) 找到最合适的目标短信网关，将短信内容转发到目的地址，由 目的地址进行消息处理。这个过程是离不开互联网的，其优点是克服了 无线电波传播范围有限的限制和无线电波容易受到其他因素干扰的弊 端，实现了消息内容最大范围的可靠传送。 2 短信平台丌发方式 根据业务提供者( s p ，s e r v i c ep r o v i d e r ) 向用户发送短信是通过互 联网传输到短消息中心、通过无线电波传输到短消息中心还是直接连接 第一章绪论 到短消息中心，根据文献 1 0 我们可以将短信平台开发方式分为如下3 种： ( 1 ) s p 客户端方式。各个内容服务商自己建立客户端，通过互联网 与移动、联通和电信等运营商网关服务器进行通信，实现短信的发送和 接收。这种方式基于计算机网络进行开发，可以很方便的对短信进行处 理和数据保存，具有较好的效率，能够支持大流量的短信收发，并且提 供了灵活的计费方法，很受企业用户的欢迎。目前这种方式已被广泛应 用。 ( 2 ) 终端方式。借助像g s mm o d e m 之类的设备，通过数据线连接计 算机发送短信，这种方法比较适用于小型公司及个人。 ( 3 ) 网关方式。建立网关服务器，直接与短消息中心相连，适用于 大型的通信公司，如华为、中兴、亚信等。 3 短信订票现象分析 手机短信订火车票业务在国内属于新生事物。 2 0 0 5 年9 月，由文献 3 可知，武昌火车站与中国移动联手开通短 信订票业务。订票方法是移动用户编辑“d p # + 订票请求”发送到 0 3 7 6 0 8 ( 该号码为武昌火车站短信订票业务的移动特服号) 。例如，发送 “d p # 请订9 月1 2 日到济南硬卧票1 张”。武昌站电话订票处的短信平台 立刻就会收到旅客发来的订票信息，接到订票信息后，车站工作人员通 过核对车次和所预订车次、车票的预售情况，在5 分钟内，将预订情况 反馈给旅客。旅客如果预订成功，即可凭短信提供的号码到武汉就近的 建设银行或武昌站售票点购买所需的火车票。如果所预订车票已售完， 回复的短信将建议旅客改乘其他车次或延期预订所需车次车票。武昌站 是国内比较早的开展短信订票业务的车站。根据上述情况描述，我们可 以看到： 武昌站将短信订票作为电话订票的一种有益补充，克服了电话线 占线和打不通的弊端。 短信订票处理完全是采用人工的方式，与电话订票类似需要占用 大量的人力。 2 0 0 5 年9 月份，由文献 4 可知，厦门火车站也推出了移动用户的 广东工业大学1 = 学硕 ：学位论文 短信订票业务。其订票方法是：编写“p 车次# 到达目的地# 日期# 席别 ( 软、硬、坐) # 数量”发送到1 1 6 8 5 9 2 6 。例如：编写“p k l 9 8 # 上海 # 2 0 0 5 0 9 2 5 # 坐# 2 ”发送到1 1 6 8 5 9 2 6 ，即可订购2 0 0 5 年9 月2 5 日k 1 9 8 次列车到上海站坐票2 张。退订火车票的方式是：编写“t d + 取票密码” 发送到1 1 6 8 5 9 2 6 。该项业务的领票地点是厦门松柏汽车站火车票售票 点，用户凭预定的手机号码和系统下发的随机密码领取，在系统下发的 领票截止日期前均可领票。如果用户业务请求发送信息格式不对或者发 错，该短信平台不会扣除用户的信息费。 通过上述描述，可以对厦门车站订票业务的流程有了一个初步的了 解，对独立开发自己的铁路订票系统起到有益的参考作用。同时，我们 可以看到： 厦门火车站实现了短信自动订票的功能，而武昌火车站的短信平 台信息靠人工识别。 用户业务请求发送信息格式不对或者发错的情况下，系统若能给 出提示或进行识别，可以收到更好的效果。 订票方式缺乏与用户的交互，用户容易出现输入错误。 4 订票请求的处理方法 根据上面的介绍，可以看到，用户发送订票请求时会出现不按格式 发送或者发错的情况，对这些错误的情况进行很好的处理，是短信订票 业务很重要的一个问题。如果能够找到错误所在并提示用户正确的操作 步骤将比直接生硬的提示用户输入错误，效果会好很多。由于订票请求 中出现的单词主要是业务标志、车站名、车次、席别、票数等信息，因 此短信内容的分析比单纯的一个句子要容易一些。 1 3 研究内容 本论文的研究内容主要有以下几个方面： ( 1 ) 构建一个基于短信平台的铁路订票模型。 ( 2 ) s p 通信功能的研究与实现。 包括接收来自互联网短信网关的订票请求短信与查询短信，以及将 4 第一章绪论 回复信息发送给用户。 ( 3 ) s p 业务处理功能的研究与实现。 包括规则短信处理和模糊短信处理。规则短信处理，即用户按照预 定操作规则发送的正确短信的处理。模糊短信处理，即用户不按照预定 操作规则发送的错误短信的处理，如站名错误、车次错误、出发站目的 站及车次不一致、漏掉部分信息等的短信处理。 1 4 章节安排 论文共分为5 章，各章的内容安排如下： 第一章，绪论。该章对课题来源与意义，课题研究现状以及课题研 究内容进行了介绍。 第二章，基于短信平台的铁路订票模型。该章提出了一个手机短信 订票模型，并对模型的3 个主要模块s p 通信模块、s p 业务处理模块以 及订票信息交互模块进行了介绍。设计了一组手机短信订票流程，包括 单步交互式订票流程、组合交互式订票流程、以及信息查询的流程。 第三章，s p 通信模块的设计与实现。该章主要介绍了互联网短信网 关接口技术，s p 通信模块的分析与设计以及通信功能的实现。 第四章，s p 业务处理模块的设计与实现。该章主要对规则短信与模 糊短信的处理方法进行了研究与实现。 第五章，模拟实验。利用模拟网关，在实验室的机器上实现了s p 通信实验，s p 业务处理实验，并给出了演示图和测试数据。 最后对论文进行了总结。 广东1 = 业大学t 学硕i ：学位论文 第二章基于短信平台的铁路订票模型 2 1 订票模型 为了实现手机短信订火车票的功能，论文提出了一个订票模型。订 票模型如图2 1 所示。 夕鑫 誓机无线信号 图2 - 1 订票模型 f i g 2 - 1t i c k e tr e s e r v a t i o nl o d e l 订票模型有3 个主要的功能模块构成：它们是s p 通信模块，s p 业 6 第二章基于短信平台的铁路订票模型 务处理模块，订票信息交互模块。下面用3 个小节分别简要介绍这3 个 模块。 2 1 1s p 通信模块 s p 通信模块负责与互联网短信网关的通信。从互联网短信网关接收 用户的m o 消息，并将给用户的应答肿消息发送给互联网短信网关。s p 通信模块需要和互联网短信网关采用专线的方式连接，这需要付出一定 的经济代价，本论文采用了模拟网关来模拟实现互联网短信网关的功能。 s p 通信模块具体表现为运行在一台专门的s p 服务器上的通信程序。本 文第3 章对s p 通信模块进行了详细的研究。 2 1 2s p 业务处理模块 s p 业务处理模块主要功能是分析用户发送的短信内容，并将需要回 复给用户的应答短信内容作为一条记录写入c m p p m t 表，由通信模块发 送出去。 s p 业务处理模块需要对短信内容进行详细的分析。如果是订票短 信，则需要分析出每一个信息要素，如出发站、目的站、车次等，并将 分析内容作为一条记录写入订票信息表r e s e r v a t i o n 中，然后订票信息 交互模块利用该表的内容同铁路部门客票系统进行通信用来订票；如果 是信息查询短信，如车次查询，则需要分析出出发站、目的站等信息， 并根据上述信息查询列车时刻表，寻找用户的答案，并将答案作为一条 记录写入c m p p m t 表，发送给用户。 由此可见，s p 业务处理模块主要是回答用户的信息查询以及分析出 用户的详细订票信息。而订票信息则由订票信息交互模块传送给铁路部 门的客票系统，用以完成最后的订票。这个订票过程是自动的，不需要 人为干预。 s p 业务处理模块实质是运行在s p 服务器上的数据库处理程序s p 业务处理模块在论文第4 章进行了详细的研究。 7 广东t 业人学j t = 学硕士学位论文 2 1 3 订票信息交互模块 订票信息交互模块的实质是运行在s p 服务器上的一个通信程序， 负责与铁路部门客票系统进行订票信息的交互。详细订票信息由s p 业务 处理模块分析好了之后存入订票信息表r e s e r v a t i o n 中。这个功能的实 现需要铁路部门客票中心制定专门的接口协议。s p 订票服务一方只需要 准备好订票数据即可。 2 2 订票流程 为了实现手机短信订火车票的功能，根据文献 5 相关资料，为用户 设计了如下的发送流程。用户订票过程中，有时需要了解有关的客票信 息，如车次信息等，因此附加了信息查询功能。 2 2 1 单步交互式订票流程 以订“2 0 0 7 年3 月1 0 日广州站至济南站t 1 8 0 次硬卧l 张”移动手 机发送方法为例进行说明。 ( 1 ) 用户发送短信“d p ”到“0 8 3 9 3 ”( s p 移动特服号) ，系统回复 “请输入出发站、目的站”； ( 2 ) 用户发送短信“广州济南”，系统回复“请输入乘车日期及车次”： ( 3 ) 用户发送短信“0 3 l o t l 8 0 ”，系统回复“请输入席别( 无座、硬 座、硬卧、软座、软卧) 及订票数量”； ( 4 ) 用户发短信“硬卧1 张”，系统回复“预定2 0 0 7 年3 月l o 同广 州站至济南站t 1 8 0 次硬卧l 张，确认请回复短信d 1 ”； ( 5 ) 系统收到用户的确认后，查询售票系统，如有符合要求的车票， 则系统回复短信“请于2 分钟内输入d 2 + 身份证号码，如有字母以宰号代 替”；如果没有符合要求的车票，则系统回复短信“抱歉，现在没有符合 条件的车票，请稍候再订，订票不成功不收费”； ( 6 ) 系统收到用户身份证号码，验证有效后，表示订票成功，系统 8 第二章基于短信平台的铁路订票模型 回复“短信订票订单号：木料料 ，取票地点：料 木料，取票期限：料料宰奉。 2 2 2 组合交互式订票流程 以订“2 0 0 7 年3 月1 0 日广州站至济南站t 1 8 0 次硬卧1 张”发送方 法为例进行说明。 ( 1 ) 用户发短信“d p 广州济南0 3 1 0 t 1 8 0 硬卧1 张”，系统回复“预 定2 0 0 7 年3 月1 0 日广州站至济南站t 1 8 0 次硬卧1 张，确认请回复短信 d 1 ”： ( 2 ) 系统收到用户的确认后，查询售票系统，如有符合要求的车票， 则系统回复短信“请于2 分钟内输入d 2 + 身份证号码，如有字母以木号代 替”；如果没有符合要求的车票，则系统回复短信“抱歉，现在没有符合 条件的车票，请稍候再订，订票不成功不收费”； ( 3 ) 系统收到用户身份证号码，验证有效后，表示订票成功，系统 回复“短信订票订单号： 母$ 料宰，取票地点：料料料，取票期限：料料料”。 组合交互式订票流程存在一个主要的问题是订票短信的分析，为了 便于分析，必要的时候可要求发送的短信加入分隔符，如“# ”。 2 2 3 附加信息查询功能 以查询广州到济南的车次为例来说明车次查询操作步骤。 ( 1 ) 用户发送短信“c c ”，系统回复“请回复c c + 出发站名”； ( 2 ) 用户发送短信“c c 广州”，系统回复“出发站是广州，确定请 回复c o + 目的站名”； ( 3 ) 用户发送短信“c c 济南”，系统回复“从广州到济南的列车有： t 1 6 1 ，t 1 8 0 ；车次详细信息请回复c c + 车次”； ( 4 ) 用户发送“c c t l 8 0 ”，系统回复“t 1 8 0 车次于2 1 点4 0 分从广 州站出发，到达济南站时间为第二天1 9 点3 2 分，历时2 1 小时5 2 分钟， 全程2 0 0 l 公里”。 9 广东t 业大学- t = 学硕十学位论文 2 3 小结 本章主要讲述了基于短信平台的铁路订票模型的结构，主要模块的 作用，以及用户订票和信息查询的操作步骤。本论文主要对s p 通信模 块以及s p 业务处理模块进行了研究与实现。订票信息交互模块其实也 是基于通信协议的通信程序的设计，与s p 通信模块的实现有一定的相 似性。但由于订票信息交互模块需要与铁路部门的客票系统进行连接， 实验条件较高，本文对此未作详细研究，但本论文所基于的实际项目实 现了与客票系统的连接，并实现了短信订票与查询的功能。本论文在实 验室机器上模拟实现了短信订票内容分析以及短信查询的功能，也就是 说用户订票信息已经分析完毕，只剩下与客票系统的交互功能的设计。 该功能的实现必须首先有铁路部门制定客票系统的接口协议。 1 0 第三章s p 通信模块的设计与实现 3 1 概述 第三章s p 通信模块的设计与实现 s p 通信模块主要功能是完成短信平台与互联网短信网关之间的通 信。接收来自互联网短信网关的消息，并将需要发送的信息发送给互联 网短信网关。 本章以移动s p 通信模块通信功能的实现为例进行研究，联通s p 通 信模块以及小灵通s p 通信模块通信功能的实现方法是类似的。 3 2 互联网短信网关接口技术 s p ( s e r v i c ep r o v i d e r ，移动梦网的增值服务商，也叫业务提供者) 与移动互联网短信网关之间的消息传送遵守中国移动通信互联网短信网 关接口协议( c h i n am o b i l ep e e rt op e e r ，c m p p ) 协议，简称c m p p 协 议。c m p p 协议是中国移动梦网内部各参与节点之间相互交换信息的官方 协议。 由文献 1 1 可知，c m p p 协议主要规定了以下三方面的内容： ( 1 ) s p 与互联网短信网关( i s m g 。i n t e r n e ts h o r tm e s s a g eg a t e w a y ) 之间的接口协议； ( 2 ) i s m g 之间的接口协议； ( 3 ) i s m g 与汇接网关( g n s ，g a t e w a yn a m es e r v e r ) 之间的接口协 议。 3 2 1s p 与i s m 6 之问的通信原理 通信模块就是要实现s p 与i s m g 之间的通信“”。i s m g 之间的接口协 议以及i s m g 与g n s 之间的接口协议属于移动短信息系统内部实现。s p 广东t 业大学t 学硕七学位论文 要将自己的短信通过g s m 移动网络传输到用户的手机上，只需要实现s p 与i s m g 之间的正确交互，就能接入移动梦网短信系统。 互联网短信网关的网络结构如图3 - i 所示。该图可以清楚的表示出 s p 是如何同i s m g 进行通信的“”。 图3 - 1 互联网短信网关逻辑网络结构 f i g 3 1i s m gl o g i cn e t w o r ka r c h i t e c t u r e i s m g 是s p 与移动网内短信中心之间的中介实体，i s m g 一方面负责 接收s p 发送给移动用户的信息和提交给短信中心，短信中心负责把短信 发给用户。另一方面，移动用户点播s p 业务的信息将由短信中心通过 i s m g 发送给s p 。另外，为了减轻短信中心的信令负荷，i s m g 还应根据 路由原则将s p 提交的信息转发到相应的i s m g 。i s m g 通过向g n s 查询的 方式获得网关间的转发路由信息。 3 2 2 短信发送与短信接收过程 1 短信发送( s h o r tm e s s a g em o b i l eo r i g i n a t e ，s mm o ) 第三章s p 通信模块的设计与实现 短信发送简称m 0 ，指短信从手机用户端发送到目标s p 。m 0 业务操作 举例如图3 2 所示。图中s m c ( s h o r tm e s s a g ec e n t e r ) 指短消息中心。 图3 - 2m o 操作示意图 f i g 3 - 2m oo p e r a t i o nd i a g r a m ( 1 ) 手机发出数据请求，被源i s m g 接收； ( 2 ) 源i s m g 对接收到的信息返回响应； ( 3 ) 源i s m g 在本地查询不到要连接的s p ，向g n s 发路由请求信息； ( 4 ) g n s 将路由信息返回： ( 5 ) 源i s m g 根据路由信息将请求前转给目的i s m g ； ( 6 ) 目的i s m g 对接收到的信息返回响应； ( 7 ) 目的i s m g 将请求信息送s p ； ( 8 ) s p 返回响应； 在以上操作中，步骤3 到步骤8 均使用c m p p 协议；在随后的操作中， 目的i s m g 在接收到s p 的响应后将产生m 0 状态报告发给源i s m g t 2 短信接收( s h o r tm e s s a g em o b i l et e r m i n a t e d ，s mm t ) 短信接收简称m t ，指短信从s p 发送到手机用户。m t 业务操作举例如 图3 3 所示。 广东1 = 业大学t 学碗十学位论文 图3 3m t 操作示意图 f i g 3 - 3m to p e r a t i o nd i a g r a m ( 1 ) s p 发出数据请求，被源i s m g 接收； ( 2 ) 源i s m g 对接收到的信息返回响应； ( 3 ) 源i s m g 在本地数据库中找不到目的手机号码段所对应的网关 代码，向g n s 发路由请求信息； ( 4 ) g n s 将路由信息返回； ( 5 ) 源i s m g 根据路由信息将请求前转给目的i s m g ； ( 6 ) 目的i s m g 对接收到的信息返回响应； ( 7 ) 目的i s m g 将请求信息发送至s m c ； ( 8 ) s m c 向目的i s m g 返回响应； 在上述操作中，步骤1 到步骤6 均使用c m p p 协议。i s m g 于s m c 之 间的消息通讯使用的是s m p p ( s h o r tm e s s a g ep e e rt op e e r ) 协议，该协 议是一个国际标准，由s m s 论坛制定。在随后的操作中，s m c 将通过n o 7 信令网向移动用户发送信息1 ，移动用户收到后将返回状态报告 ( d e l i v e r y r e c e i p t ) 给短信中心，短信中心将按照m o 操作的流程将状 态报告返回给s p ( 如果s p 要求返回状态报告) 。 1 4 第三章s p 通信模块的设计与实现 3 2 3s p 与i8 m 6 的通信方式 c m p p 协议与h t t p 、f t p 等协议一样位于t c p i p 网络模型的应用层， 以t c p i p 作为底层通信承载“1 ，具体结构如图3 4 所示。 s pi s m gl s m g g n s c m p pe m p pc m p pc m p p 丁c pt 钟薯c pt c p i pi pl p i p 底层承载底层j 蠹载底层承裁底层承援 图3 - 4c m p p 协议栈 f i g 3 4c m p pp r o t o c o ls t a c k s p 与i s m g 的交互连接分长连接和短连接“川。 长连接是指一个t c p 连接上可以发送多个数据包，在t c p 连接保持 期间，如果没有数据包发送，需要双方发送链路检测包以维持此连接。 也就是说s p 建立同i s m g 的连接后，可以不断的将一个个c m p p 消息发送 给i s m g ，不必等待某条消息的i s m g 回应消息返回，就可以接着发送下一 个消息。s p 与i s m g 间长连接操作使用的端口号为7 8 9 0 。端口在计算机 编程上指s o c k e t 接口。在t c p i p 协议中引入了一种s o c k e t ( 套接字) 应 用程序接口，通过这种接口技术，一台计算机就可以通过软件的方式通 过端口同其他计算机进行通信。如t c p i p 协议规定w e b 采用8 0 号端口， f t p 采用2 l 号端口。通过不同端口，计算机可以与外界进行互不干扰的 通信。 短连接指通信双方有数据交互时，就建立一个t c p 连接，数据发送 完成后则断歼此t c p 连接，即每次t c p 连接只完成一对c m p p 消息的发送。 也就是说一次连接，传送一个消息，然后等待回复后就拆除连接，显然 效率很低，本论文实现s p 与i s m g 通信采用长连接方式。 长连接操作的具体规则如下。 通信双方以客户一服务器方式建立t c p 连接，用于双方信息的相互提 广东t 业大学t 学硕十学位论文 交。当信道上没有数据传输时，通信双方应每隔时间c 发送链路检测包 以维持此连接，当链路检测包发出超过时间t 后未收到响应，应立即再 发送链路检测包，再连续发送n - 1 次后仍未得到响应则断丌此连接。c m p p 协议建议取值：c = 3 分钟，t = 6 0 秒，n = 3 。 s p 与i s m g 之间的消息发送后，等待t 秒，若未收到响应，应立即 重发，再连续发送n - 1 次后仍未得到响应则停发。c i p p 协议建议取值： t = 6 0 秒，n = 3 。 消息采用并发方式发送，加以滑动窗口流量控制。c m p p 建议窗口大 小：w = 1 6 ，即接收方在应答前，一次收到的消息最多不超过1 6 条。 s p 与i s m g 之间的消息交互采用异步方式，s p 或i s m g 收到请求消息 后应立即回送响应消息。 长连接操作流程如图3 5 所示。 1 6 至三耋些望篁堡奎墼鎏生皇耋墨一 _ - _ l _ _ l ! e = j - _ _ _ 一 客户端 服务器端 图3 - 5 长连接一次操作流程 广东t 业人学t 学硕l 学位论文 3 2 4s p 与i s m g 传送消息的结构 消息由消息头( m e s s a g eh e a d e r ) 和消息体( m e s s a g eb o d y ) 构成。 c m p p 数据包结构如图3 - 6 所示。 m e s s a g eh e a d e r m e s s a g eb o d y 图3 6c m p p 数据包结构 f i g 3 - 6c m p pp a c k e ts t r u c t u r e 消息头格式是固定的，包括3 个部分：t o t a l l e n g t h ( 消息总长度， 含消息头及消息体) 、c o m m a n d i d ( 命令或响应类型) 、s e q u e n c e i d ( 消息 流水号，一对请求和应答消息的流水号必须相同) 。消息体格式根据操作 类型的不同而不同。 3 3s p 通信模块的分析与设计 3 3 1s p 与i s m g 之间的消息定义 s p 与i s m g 之自j 互为客户服务器，但要求s p 首先以客户的身份请 求连接到i s m g ，之后s p 与i s m g 之间方可进行数据传输。 c m p p 协议定义了s p 与i s m g 之州的7 种操作以及1 4 种消息定义格 式： 第三章s p 通信模块的设计与实现 ( 1 ) s p 请求连接到i s m g 操作( c m p p c o n n e c t ) c m p p c o n n e c t 操作的目的是s p 向i s m g 注册作为一个合法s p 身份， 若注册成功后即建立了应用层的连接，此后s p 可以通过此i s m g 接收和 发送短信。i s m g 以c m p p c o n n e c t r e s p 消息响应s p 的请求。该操作中 有2 个消息定义：c m p p c o n n e c t 消息定义( s p 向i s m g 发送连接请求时 使用) 以及c m p p c o n n e c t r e s p 消息定义。消息定义的格式可以查看中 国移动通信集团公司的c m p p 协议，此处不再给出。 ( 2 ) s p 或i s m g 请求拆除连接操作( c m p p t e r m i n a t e ) c m p p t e r m i n a t e 操作的目的是s p 或i s m g 基于某些原因决定拆除当 前的应用层连接而发起的操作。i s m g 或s p 以c m p p t e r m i n a t e r e s p 消 息响应请求。该操作中有2 个消息定义：c m p p _ t e r m i n a t e 消息定义以及 c m p p _ t e r m i n a t e r e s p 消息定义。 ( 3 ) s p 向i s m g 提交短信操作( c m p p s u b m i t ) c m p p s u b m i t 操作的目的是s p 在与i s m g 建立应用层连接后向i s m g 提交短信。i s m g 以c m p p s u b m i t r e s p 消息响应。该操作中有2 个消息 定义：c m p p s u b m i t 消息定义( s p 向i s m g 提交短信时使用) 以及 c m p p s u b m i t r e s p 消息定义。 ( 4 ) s p 向i s m g 查询发送短信状态操作( c m p p q u e r y ) c m p p q u e r y 操作的目的是s p 向i s m g 查询某时间的业务统计情况， 可以按总数或按业务代码查询。i s m g 以c m p p q u e r y r e s p 应答。该操作 中有2 个消息定义：c m p p q u e r y 消息定义以及c m p p q u e r y r e s p 消息定 义。 ( 5 ) i s m g 向s p 送交短信操作( c m p p d e l i v e r ) c m p p d e l i v e r 操作的目的是i s m g 把从短信中心或其他i s m g 转发来 的短信送交s p ，s p 以c m p p d e l i v